机电一体化专业毕业论文模糊控制电机软启动课件

摘摘 要要 本设计主要是通过软件来控制异步电动机的启动过程，以 8051 单片机为控制核心， 经整流后通过控制 IGBTPWM 逆变器，利用模糊控制技术控制电机转速，实现电机的 软启动过程。设计中详细介绍电动机的启动过程和调速原理，以及模糊控制系统的原 理，利用模糊原理中良好的鲁棒性能以及单片机和各个芯片的功能特点，并借鉴其他 人的经验，建立模糊控制表，通过对硬件的选择、软件程序的设计，改善系统的调速 性能，完成异步电动机软启动的运行过程。 关键词：模糊控制、异步电动机、8051 单片机、变频调速、鲁棒性。 一、引言 随着微电子技术、电力电子技术、微处理器技术的不断发展和普及应用，电动机 的调速，从直流发电机电动机组调速，静止晶闸管整流器直流调速逐步过渡到笼型 异步电动机变频调速。 三相异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格低廉、维修方便、寿命长等优点， 因此它在工业生产中应用极为广泛。但是异步电动机在启动过程中，瞬时电流冲击大， 通常是额定电流的 47 倍，而且启动转矩小，启动转矩冲击也很大。这将对电动机本 身、拖动设备和电源设备的使用寿命有很大的影响，同时对电网电压也会造成很大的 冲击，影响同一电网其他电气设备正常运行。在大、中功率异步电动机的启动过程中 必须限制启动电流。同时由于异步电动机是非线性、多变量、强耦合的复杂被控对象， 传统启动异步电动机的方法很多，启动电流虽然得到限制，但仍然有电流冲击。采用 传统 PID 闭环控制解决异步电动机在启动过程中电流冲击，存在如下问题：（1）异步 电动机启动过程中的闭环控制是非线性时变系统；（2）PID 控制要求建立精确的数学 模型，由于被控对象的数学模型不清楚难以建立精确的数学模型；（3）PID 参数的调 整也将是很困难的事。由于模糊控制主要是模仿人的控制经验而不是依赖于控制对象 数学模型，因此模糊控制能近似的反映人的控制行为，无需建立控制对象的精确 数学模型，具有很强的鲁棒性。 为此设计异步电动机软启动器中，采用以绝缘栅双极晶闸管（IGBT）为主电路元 件、单片机 8051 为控制核心、运用模糊控制方法，降低电机启动电流，提高启动转矩， 实现异步电动机启动过程无电流冲击的软启动过程。 n = p 60f1(1-s) 二、异步电动机的调速 1异步电动机的调速方法 异步电动机的转速公式为 式中 f1供电频率（Hz） p极对数 s转差率 从上式可以看出，有三种方法可以改变异步电动机的转速：（1）改变极对数； （2）控制电源频率；（3）使电动机的转差率发生变化。 电动机的电磁功率 Pe可看成由两部分组成：一部分是有效功率 P2=(1-s)用于拖动 负载；另一部分是转差功率 Ps=sPe，它是异步电动机实现机电能量转换的媒介。从能 量转换的角度看，在调速过程中，如何对待转差功率 Ps，是消耗还是回馈，决定了调 速方法的效率高低。按此观点调速方法分以下三类：（1）转差功率消耗型调速系统。 其全部转差功率转换成发热浪费掉，如降压调速（2）转差功率回馈型调速系统。将大 部分转差功率通过变流装置回馈给电网或转化为机械能加以利用。 （3）转差功率不变 型调速系统。调速过程中，保证转差率 s 基本不变，从而保证了高效率运行。如极对 数调速；另一种是变压变频调速，由于实现高效率高动态性能交流调速，所以已经成 为应用最广泛的调速系统。 2异步电动机变压变频原理 在异步电动机各类调速方法中，变压变频方法效率最高，性能最好。用这种方法 调速控制中，同步控制定子电源的电压和频率，保证了转差功率不变。这种电压频率 协调控制的方法在控制时能获得基本上平行移动的机械特性，具有较好的控制特性， 并在世界范围内获得了广泛应用。 三相异步电动机的定子相电势的有效值为 式中 E1相电势有效值(V)； f1定子电源电压频率（Hz） ； N1定子每相总匝数； Kw1绕组系数； m每极磁通（Wb） 。 由式子可知，只要控制好 E1和 f1，也即在改变频率的同时协调地改变 E1，就能使 恒等式中的 m 不变。但由于异步电动机需考虑其额定电压和额定频率的制约，因而 需要以基频为界加以分析和区别。 2.1 基频以下调速 由式子可知，要保持 m 不变，当频率 f1从额定值 f1N向下调节时，必须同时降 低 E1，使 即采用恒定的电动势/频率的控制方式。 然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定 子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压 U1E1，则得 这是恒压频比的控制方式。 低频时，U1和 E1都较小，定子阻抗压降所占的分量就比较显著，不能再忽略。这 时，可以人为地把电压 U1抬高一些，以便近似的补偿定子压降。带定子压降补偿的恒 压频比控制特性如图 1（b）所示，无补偿的控制特性则为图 1（a） 。 2.2 基频以上调速 在基频以上调速时，频率可以从 f1N往上增高，但电压 U1却不能超过额定电压 E1 = 4.44f1N1kw1m E1 f1 = 常值 U1 f1 = 常值 U1N，最多只能保持 U1=U1N。由式子可知，这将迫使磁通和频率成反比的降低，相当 于直流电动机弱磁升速的情况。 把基频以下和基频以上两种情况结合起来，可得到图 2 所示的变压变频调速控制 特性。这样，在基频以下，由于磁通恒定转速也恒定，属于“恒转速调速”性质；而 在基频以上，转速升高时转矩降低，基本属于“恒功率调速” 。 2.3 电力电压变频装置 异步电动机的变压变频调速的核心是如何协调改变电压和频率。然而工业用电是 恒压、恒频电源。必须配备电力变压变频装置，即 VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）装置。 间接变压变频装置的特点是，先将 50Hz 工频电源整流为直流电流或电压，然后通 过逆变器转换成可控的交流电。用全桥全波整流，脉宽调制（PMW）逆变器同时调压 和调频。这种方法通过电力电子器件 IGBT，使开关频率提高到 18kHz 以上，其逆变器 输出已非常接近正弦波。所以这种逆变器又称为正弦波脉宽调制（Sine PWM）逆变 器。 三、模糊控制系统设计 模糊控制系统是一种自动控制系统，它以模糊数学、模糊语言形式的知识表示和 模糊逻辑的规则推理为理论基础，采用计算机控制技术构成的一种具有反馈通道的闭 环控制结构的数字控制系统。它的组成核心是具有智能性的模糊控制器，这也就是它 与其他自动控制系统的不同之处，模糊控制系统也是一种智能控制系统。 图 1 恒压频比控制特性 a-无补偿 b-带定子压降补偿 U1 U1N 0 f1N f1 a b 图 2 异步电动机变压变频调速控制特性 m（f1 ） 恒功率调速恒转矩调速 f1f1N U1， m U1N 0 模糊控制技术是一种由模糊数学、计算机科学、人工智能、知识工程等多门学科 领域相互渗透，理论性很强的科学技术，实现这种模糊控制技术的理论，即称为“模 糊控制理论” 。由此不难想象模糊控制系统组成具有常规计算机控制系统的结构形式， 如图 3 所示，模糊控制系统由模糊控制器、输入/输出接口、执行机构、被控对象和测 量装置等五部分组成。 1模糊控制器的设计 模糊控制是根据人的控制经验总结出若干条模糊控制规则，以此为依据由微机具 体实施控制，实现形式如图 4 所示。 输入量为给定启动电流值 Uig与被检测异步电动机启动电流信号 Uiq的偏差和偏差 变化率,输入量为异步电动机的电流 Iq。其中模糊控制器的输出为对应于 SLE4520 的调 制系数 M 的给定值。 1.1 实测量的模糊化 1.1.1 电流偏差的模糊化 A/D D/A执行机构模糊控制器 被控制量 被控对象 测量装置 给定值 图 3 模糊控制系统组成 框图 Uig X d/dt 模 糊 化 晶 闸 管 电 路 模 糊 控 制 规 则 模 糊 判 决 电 动 机 电 流 检 测 E EC e ec C UIq 图 4 模糊控制实现框图 Uiq 电流偏差是指电流的给定值与检测异步电动机启动电流值的偏差值。将电流偏差 值的控制范围定为模糊控制区。在模糊控制区内，将电流偏差分为 8 个模糊状态： PLE（正大电流偏差） 、PME（正中电流偏差） 、PSE（正小电流偏差） 、POE（正零电流偏 差） 、NOE（负零电流偏差） 、NSE（负小电流偏差） 、NME（负中电流偏差） 、NLE（负大电 流偏差） 。将电流偏差范围分为 13 个点，采用三角形隶属函数，给出它们对应于 8 个 模糊状态的隶属度值，如表 1 所示。 表 1 电流偏差的隶属度表 偏差 隶属度值 变量 -6-5-4-3-2-10123456 PLE 000000000.10.40.70.81.0 PME 000000000.20.71.00.70.3 PSE 0000000.20.71.00.70.30.10 POE 0000001.00.60.10000 NOE 00000.10.61.0000000 NSE 00.10.30.71.00.70.2000000 NME 0.30.71.00.70.200000000 NLE 1.00.80.70.40.100000000 1.1.2 电流变化率的模糊化 将电流变化率定义为一个采样周期内的变化，把该范围定为模糊控制区。将其分 为 8 个模糊状态：PLEC（正大电流变化） 、PMEC（正中电流变化） 、PSEC（正小电流变化） 、 POEC（正零电流变化） 、NOEC（负零电流变化） 、NSEC（负小电流变化） 、NMEC（负中电流 变化） 、NLEC（负大电流变化） 。将电流变化率范围分为 13 个点，采用三角形隶属函数， 给出了它们对于 8 个模糊状态的隶属度值，如表 2 所示。 表 2 电流变化率的隶属度表 变化 隶属度值 -6-5-4-3-2-10123456 变量 PLEC 0000000000.10.40.81.0 PMEC 00000000.20.71.00.70.20 PSEC 0000000.410.80.40.100 POEC 0000001.00.50.10000 NOEC 00000.10.51.0000000 NSEC 000.10.40.81.00.4000000 NMEC 00.20.71.00.70.20000000 NLEC 1.00.80.40.1000000000 1.2 输出控制的模糊化 将模糊控制器的输出状态规定为 15 种，分别对应于 SLE4520 的调制系数 M 的给定 值。将这 15 种输出状态分为 7 个模糊状态，即：PLC（调制系数最大） 、PMC（调制系数 大） 、PSC（调制系数较大） 、OC（调制系数合适） 、NSC（调制系数较小） 、NMC（调制系 数小） 、NLC（调制系数最小） 。每种具体输出状态对应这 7 个模糊状态的隶属度值，如 表 3 所示。 表 3 SLE4520 的调制系数 M 的隶属度表 变化 隶属度值 变量 -7-6-5-4-3-2-101234567 PLC 000000000000.10.40.81.0 PMC 0000000000.20.71.00.70.20 PSC 00000000.41.00.80.40.1000 OC 0000000.51.00.5000000 NSC 0000.10.40.81.00.40000000 NMC 00.20.71.00.70.2000000000 NLC 1.00.80.40.100000000000 1.3 模糊控制规则的建立 双输入单输出型模糊控制器的控制规则为“if E and EC then C” 。根据知识经验， 建立模糊控制规则，如表 4 所示（表中*为实际不存在的情况） 表 4 模糊控制规则表 E EC NLENMENSENOEPOEPSEPMEPLE NLEC PLCPMCNLCNLCNLCNLC* NMEC PLCPMCNMCNMCNMCNSC* NSEC PLCPMCNSCNSCNSCNSCNMCNLC NOEC PLCPMCPSCOCOCNSCNMCNLC POEC PLCPMCPSCOCOCNSCNMCNLC PSEC PLCPMCPSCPSCPSCPSCNMCNLC PMEC *PSCPMCPMCPMCNMCNLC PLEC *PLCPLCPLCPLCNMCNLC 1.4 求模糊控制表 “if E and EC then C”这种蕴含关系为(EEC)C，根据 Mamdani 推理法，其 模糊关系 R 为： R = EECC （1） 式中：R：模糊关系矩阵； E：电流偏差模糊状态的隶属度值； EC：电流变化率模糊控制状态的隶属度值； C：输出控制的模糊值。 模糊输出 C 可写成 C = EECR （2） 模糊控制关系 R 是一个 131315 的矩阵。每次控制要计算这样一个矩阵很困难。 为了提高实时性，简化程序设计采用了查表法求取输出控制量。为此在离线情况下将 R 求出，再根据（2）式计算出每种输入状态下的模糊输出 C，最后决策用重心法将 C 转化为精确的实际值，则求得模糊控制表。最终计算结果如表 5 所示。 表 5 模糊控制表 EC C E -6-5-4-3-2-10123456 -67676777442000 -56666666442000 -47676777442000 -36666666320-1-1-1 -24445444100-1-1-1 3-2-1 -04445110-1-1-1-4-4-4 1222200-1-4-4-3-4-4-4 2111-2-3-3-4-4-4-3-4-4-4 30000-3-3-6-6-6-6-6-6-6 4000-2-4-7-7-7-7-6-7-6-7 5000-2-4-6-6-6-6-6-6-6-6 6000-2-4-7-7-7-7-6-7-6-7 2模糊控制器的实现 2.1 硬件电路 硬件电路框图如图 5 所示，它是以 Intel 公司的 MCS-51 系列的 8051 单片机为核 心部件，构成模糊控制器的硬件电路。利用 A/D 转换器 ADC0809 转换采集的反馈信号， 通过 8155 扩展 I/O 口实现显示及键盘输入，将控制信号经 SLE4520 输出六路控制信号， 控制 IGBT 逆变器的导通与关断，实现电动机变频启动过程。下面介绍各硬件部分。 2.1.1 外扩存储器 由于 8051 单片机内部集成有 4KB 的 ROM，128B 的 RAM，为方便存放程序和数据， 我们在片外分别扩展程序存储器和数据存储器，程序存储器采用 EPROM27128 芯片，可 扩展 16KB 的空间，而数据存储器采用 RAM6264 芯片，可扩展 8KB 的空间。扩展的存储 芯片的 14 位或 13 位地址分别由 8051 单片机的 P0 口输出经锁存器后，由锁存器输出 提供低 8 位，而高 6 位或 5 位地址则由单片机的 P2.0P2.5 或 P2.4 直接提供。 2.1.1.1 地址锁存器 74LS373 在 8051 单片机的 16 位地址，分别由 P2 口输出高 8 位，P0 口输出低 8 位，由于 P0 口又是数据输入/输出口，在传送时采用分时传送方式，先输出低 8 位地址，然后再 传送数据，在对外部存储器进行读写操作时，地址必须保持不变，故选用地址锁存器 存放低 8 位地址，我们选用 74LS373 芯片，与 8051 单片机的连接参见图 6。 2.1.1.2 程序存储器 27128 根据系统容量的要求及价格，我们选用（28 引脚）的 27128EPROM 芯片。在与 8051 单片机连接时，具体参见图 6。 2.1.1.3 数据存储器 6264 8051 内部有只有 128B 的 RAM，CPU 对内部有丰富的操作指令，在实际应用中，仅 监 测 信 号 A/D 转 换 8155 8051 单片 机 SLE4520 RAMEPROM 键盘 显示 驱动 电路 图 5 硬件电路框图 仅靠片内 RAM 往往不行，必须扩展外部存储器，我们选用（28 引脚）6264 芯片。具体 参见图 6。 2.1.2 扩展 I/O 口 在 8051 单片机中，单片机本身提供的输入输出口线并不够，只有 P1 准双向口的 8 位 I/O 线和 P3 口的某些位线可作为输入输出线使用。 由于在本设计中，需要有键盘输入信息，并且能够在 LED 七段数码显示出来，需 要较多的 I/O 口线，为满足设计要求，我们选用（40 引脚）可编程的 RAM I/O 扩展接 口电路 8155 芯片。具体参见图 6。 2.1.3 单片机与键盘、显示接口 2.1.3.1 LED 显示接口 LED 显示器是单片机应用中最常用的输出器件，它是由若干发光二极管组成，当发 光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发光，不同组合的二极管导通，就能显示 出各种字符，我们选用七段 LED 显示器显示时，由于位数较多，采用动态显示法，具 体参见图 6。 2.1.3.2 键盘接口 键盘是由若干按键组成的开关矩阵，它是最简单的单片机输入设备，通过键盘输 入数据或命令，实现简单的人机对话。 对于整个系统来说，分别接显示器和键盘，需要太多的 I/O 接口，浪费 I/O 口资 源，在系统设计中，将键盘与显示器放在一起来考虑，利用 8155 芯片实现键盘/显示 接口，具体参见图 6。 2.1.4 SLE4520 生成 PWM 脉冲 生成 PWM 脉冲方法很多，大致分为两大类：第一类是由模拟电路生成，第二类是 由专用集成芯片生成。由于模拟电路生成 PWM 脉冲时，硬件开销大，系统可靠性底， 易受外界干扰等缺点，我们选用第二类专用集成芯片 SLE4520 生成。 SLE4520 三相 PWM 集成电路，是一种应用 ACOMS 技术制作的低功耗高频大规模集成 电路，是一种可编程器件，它能把三个 8 位数字量同时转换成三路相应脉宽的矩形波 信号，与 8 位或 16 位微机联合使用，可产生三相变频器所需的六路控制信号，输出的 SPWM 的开关频率可达 20KHz，基波频率可达 2600Hz，因此，适用于 IGBT 变频器或其他 中频电源变频器。 由模糊控制部分输出的调制系数 M，由负载要求给定的 U-f 曲线可知，某一给定的 频率 f 可得相应的 U 值，而 M=Um/Ud，其中 Ud 为逆变器的输入直流电压值，Um 为正弦 波幅值，而 Ud 可由 U-f 曲线得，所以 M 与 f 成正比的关系。不同的 M 只就对应不同的 频率，以及区段数 S 和每个区段的脉冲数 N，由公式（a）可得脉冲周期 T，公式（b） 可得 k 值，而函数值（sint1 -sint2）完全由 S 值来确定，由 S 个区段，就有 S 个相应的函数值。由公式（c）就可得 S 个脉冲宽度的定时初值，存入数据存储器中， 这样就可得 U 相输出脉冲。 根据三相对称关系，V 相输出脉冲比 U 相退后 120，W 相输出脉冲比 U 相导前 120，因此，将 U 相地址指针后移 2S/3 个单元，查得的值即为 V 相输出值，将 U 相 地址指针前移 2S/3 个单元，查得的值即为 W 相输出值，用此方法可根据求出的 U 相脉 冲宽度的定时初值来建立 V 相和 W 相的输出脉冲宽度的定时初值，也存入数据存储器 中，以备查用。 实现过程中，程序完成初始化，根据读入的调制系数 M 的值，计算出一周期内 U 相的 S 个脉冲宽度的定时初值，送 RAM 区，再根据三相对称关系，分别建立 V 相和 W 相 S 个脉冲宽度的定时初值也送 RAM 区。当 SLE4520 将三组数取走后，主程序将再读 取新的值，重复上述计算。 把 RAM 中 U、V、W 三相脉冲宽度的定时初值分别送至 SLE4520 的 U 相寄存器、V 相 寄存器、W 相寄存器中，由 8051 产生的同步脉冲，同步启动 SLE4520 中三个减 1 计数 器开始减法计数，某一减法计数器减到零，SLE4520 中相应的过零监测器分别使 PH1/1、PH1/2、PH2/1、PH2/2、PH3/1 和 PH3/2 输出信号翻转，用来控制开关器件 V1、V2、V3、V4、V5 和 V6 导通或关断，以形成三相 SPWM 波。具体参见图 6。 2.1.5 主回路 f= （a） 1 SNT10-6 k= （b） 2 MS t = 1+k（sint1 -sint2） （c） T 2 给异步电动机提供调频调压电源的电力变换部分为主电路。它由三部分组成：将 工频电源变换为直流电源的“整流器” ；吸收由整流器和逆变器回路产生的电压脉动的 “滤波回路” ，也是储能回路；将直流功率变换成交流功率的“逆变器” 。具体参见图 6。 2.1.5.1 整流器 一般通用式从成本和体积考虑，都是在交流输入侧使用二极管整流，它把工频电 源变换成直流电源，但电功率的传送是不可逆的，不能实现再生能量向电网的回馈。 2.1.5.2 滤波回路 在整流器整流后的直流电压中，含有六倍电源频率的脉动电压，此外，逆变器回 路产生的脉动电流也使直流电源波动，为了抑制这些电压波动，我们在设计时采用了 直流电抗器和电容器吸收脉动电压（电流） ，当装置容量较小时，如果电源输出阻抗和 整流器容量足够，可以省去直流电抗器而采用简单的阻容滤波。 2.1.5.3 逆变器 它与整流器相反，逆变器的作用是在所确定的时间里有规则的使六个功率开关器 件导通或关断，从而将直流功率转换成所需要的电压和频率的交流输出功率。 2.1.6 隔离驱动电路 为了避免电路的电流、电压干扰单片机以及各芯片的正常运行，我们在设计时将 控制电路和运行电路用光电耦合装置隔离开来，实现控制电路和运行电路能够分别独 自运行。我们选用了 4N25 光电耦合器隔离实现驱动。具体见图 6。 2.2 软件部分 由于模糊控制输出量的求取是采用查表法，因此软件程序较简单，整个软件分以 下几部分。 2.2.1 初始化程序 初始化程序是使存储器、堆栈指针以及所使用的 ADC0809、8155 和 SLE4520 芯片 恢复它们的初始状态。初始化时，要根据硬件连线的设备来考虑。 2.2.2 主程序 这是程序运行的主要程序段，主要实现启动 ADC0809，并从 A/D 转换器采集信号， N Y N N Y Y N Y 求信号偏差及变化率，通过查模糊控制表，将控制信号经 SLE4520 转换后，输出六路 信号控制主电路，并将信号或结果送 8155 后，在 LED 上显示出来。 主程序的流程图如下。 开始 单片机初始化 8155 初始化 开中断 有键闭合么? 调用显示子程序延时 6ms 两次调用显示子程序延时 12ms 有键闭合么? 调判断键号子程序 栈 调键是否释放子程序? 输入的键号 A 是否是确认键? 调用显示子程序 输入值送存储区 启动 0809 有无转换信号? 采样信号 E R1 R1 A,R1-R0 R1 查模糊表求输出 M 查表计算 tw N Y Y 求 U 相定时初值送 RAM 求 V 相定时初值送 RAM 求 W 相定时初值送 RAM 定时初值取走? 再读新 M M 变化? 结束 2.2.3 子程序 在一个程序中，往往有许多地方需执行同样的操作，而该操作又不能用循环程序实 现，此时可以将这个操作单独编制一个子程序，在主程序要执行这个操作的地方，指 向一条调用指令（ACALL 或 LCALL） ，而转至子程序完成规定的操作后，在用 RET 指令 返回到主程序中原来的地方，继续执行下去，这种处理方法的好处是：（1）避免在几 个地方对同样的操作进行重复编程（2）有效简化了程序逻辑结构（3）缩短了程序长 度从而节省了程序存储器的单元（4）便于程序的调试。设计中，我们同样采取这种方 法，编制了显示子程序、延时子程序等。 显示子程序流程图见下页。 2.2.4 中断程序 中断是 CPU 与外部设备交换信息的一种方法，CPU 在处理某件事情的时候，外部发 生了某一事件，请求 CPU 迅速处理，CPU 暂停当前工作，转入处理所发生的事件，处理 结束后，再回到原来的地方，继续原来的工作。设计中，有 INT1 等中段程序。 2.2.5软件程序（见附录） 开始 置显示器缓冲区地址#7E 送 R0 置初值先亮最右边 送 LED 位控制信号 N N Y 取显示数据 查表取字型码 送出一位显示 延时 1ms 指向下一缓冲区 到最右边一位么？ 控制信号左移位 结束 四、结束语 在设计中，通过用模糊控制原理，利用了变频调速技术通过 SLE4520 芯片产生三 相 SPWM 波实现了对异步电动机的软启动，使得系统在启动过程中，避免了启动电流大， 启动转矩小，较好的解决了传统方法和 PID 控制方法存在的缺点，使系统超调量小、 相应快、启动过程平稳，提高了系统的可靠性。模糊控制技术的应用将会在更多的领 域发挥更大的作用。 五、谢辞 在这次毕业设计的过程中，感谢院系领导给我们创造良好的环境和机会，让我们 能够将所学得以所用，也感谢设计的指导老师刘法治老师的教导和帮助，并且通过设 计，让我们理解到了专业一些前沿的知识，最终得以圆满的完成毕业设计任务，在此 表示最衷心的感谢！ 六、参考文献 1 电机控制技术 李铁才、杜坤梅 哈尔滨工业大学出版社 2 电机控制专用集成电路 谭建成 机械工业出版社 3 PWM 变频调速技术 陈国呈 机械工业出版社 4 变频器应用技术及电动机调速 黄立培、张学 人民邮电出版社 5 现代交流调速技术 胡崇岳 机械工业出版社 6 交流调速系统 陈伯时、陈敏逊 机械工业出版社 7 电气传动的脉宽调速控制技术 吴守箴、臧英杰 机械工业出版社 8 SPWM 变频调速应用技术 张燕宾 机械工业出版社 9 模糊控制原理与应用诸静 机械工业出版社 10 模糊控制技术在家用电器中的应用 黄布毅 中国轻工业出版社 11 单片机模糊逻辑控制 余永权、曾碧 北京航空航天大学出版社 12 单片机基础 李广第 北京航空航天大学出版社 13 MCS-51 单片机应用技术 张毅刚等 哈尔滨工业大学出版社 14 单片机原理及接口技术 于凤明 中国轻工业出版社 15 单片机实用系统设计技术 房小翠、王金凤 国防工业出版社 16 单片机原理及接口技术 李朝青 北京航空航天大学出版社 17 基于模糊控制的感应电动机恒流软启动 孙茂松 2002 年第 4 期机电一体化 18 具有复合模糊控制的智能型电动机调速系统研究张志远 万沛霖 2001 年第 5 期电气自动化 19 Fuzzy-PID 控制的 BDCM 交流伺服系统 郝晓弘 靳方义 2000 年第 6 期电气自动化 20 神经模糊控制在交流变频调速中的应用 管萍 梁文林 李绍滋 1998 年第 1 期电气自动化 七、附录 1.软件程序 显示子程序: DIS: MOV R0,#7EH MOV R2,#01H MOV A,R2 LP0: MOV DPTR,#2001H MOV DPTR,A INC DPTR MOV A,R0 ADD A,#0DH MOVC A,A+PC LCALL DIMS DEC R0 MOV A,R2 JB ACC.5,LP1 RL A MOV R2,A AJMP LP0 LP1: RET DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH DB 7DH,07H,7FH,6FH,COH 延时 1ms 子程序: DIMS: MOV R7,#02H DL: MOV R6,#0FFH DL1: DJNZ R6,DL1 DJNZ R7,DL RET 计算键号子程序: LKP: ADD A,R4 PUSH ACC LK3: LCALL DIS LCALL KS1 JNZ LK3 POP ACC RET 判断是否有键闭合子程序: KS1: MOV DPTR,#2001H MOV A,#00H MOVX DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,DPTR CPL A ANL A,#0FH RET 主程序: ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H LJMP INTO ORG 000BH LJMP T0 ORG 0013H LJMP INT1 ORG 0030H MAIN： SETB EA;初始化 SETB EX1 SETB EX0 SETB ET0 SETB PX0 SETB PX1 SETB M1 SETB IT0 SETB IT1 KEY1： ACALL KS1;键盘扫描输入 JNZ LK1 ACALL DS1 AJMP KEY1 LK1: ACALL DIS ACALL DIS JNZ LK2 ACALL DIS AJMP KEY1 LK1: MOV R2,#0FEH MOV R4,#00H LK4: MOV DPTR,#2001H MOV A,R2 MOVX DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOV A,DPTR JB ACC.0,LONE MOV A,#00H LCALL LKP LONE: JB ACC.1,NEXT MOV A,06H LCALL LKP NEXT: INC R4 MOV A,R2 JNB ACC.7,KND RL A MOV R2,A AJMP LK4 KND: AJMP KEY1 MY0: MOV R0,A SUBB A,#OCH JZ MY1 MOV R1,#70H;键号存暂存区 PUSH A MOV A,R1 ADD A,B MOV R1,A POP A MOV R1,A INC B LCALL DIS LJMP KEY1 MY1: MOV A,R1 MY2: MOV R2,B DEC R2 SUBB A,R2 MOV R1,A MOV A,#00H PUSH B MOV B,#0AH MUL A,B ADD A,R1 MOV #1000H,A;输入值送存储器的 1001H 单元 POP B INC R1 MOV A,B DEC A MOV B,A JNZ MY2 ADC: CLR R0;启动 ADC0809 CLR A MOV R0,#7FH MOV DPTR,#00F8H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#1001H;转换结果存 1001H 中 MOVX A,R0 MOVX DLPTR,A INT1 中断程序: INT1: CLR EA PUSH ACC PUSH PSW SETB EA MOVX A,DPTR MOVX R0,A CLR EA POP PSW POP ACC SETB EA RETI FR0: CLR R1;开始模糊控制查询 CLR R2 CLR R3 MOV R1,1001H MOV A,1000H SUBB A,R1;求 e MOV R2,A;e 送到 R2 中 SUBB A,R2;求 e MOV R3,A; e 送到 R3 中 CLR R4 CLR R5 MOV B,#06H MOV A,#03H ADD A,R2 RR A RR A ADD A,B MOV R4,A;i 放在 R4 中 MOV R4,A ADD A,R3 RR A RR A ADD A,B MOV R5,A;j 放在 R5 中 PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR,BIA0 MOV B,0DH MOV A,R4 MUL A,B ADD A,R5 MOVC A,A+DPTR POP DPL POP DPH BIAO: DB 7,6,7,6;模糊控制表共 169 个 MOV 1002H,A;模糊输出值放 1002H 中 SLE: CLR EA CLR R1 MOV R1,1002H;由 M 值取 S,N(共 15 组) CJNZ R1,#07H,Y0 CJNZ R1,#06H,Y1 CJNZ R1,#05H,Y2 CJNZ R1,#04H,Y3 CJNZ R1,#03H,Y4 CJNZ R1,#02H,Y5 CJNZ R1,#01H,Y6 CJNZ R1,#00H,Y7 CJNZ R1,#81H,Y8 CJNZ R1,#82H,Y9 CJNZ R1,#83H,Y10 CJNZ R1,#84H,Y11 CJNZ R1,#85H,Y12 CJNZ R1,#86H,Y13 CJNZ R1,#87H,Y14 Y0: MOV R3,#F0H;R3 中放 S,R4 中放 N MOV R4,#16H LJMP YY0 Y1: MOV R3,#F0H MOV R4,#0CH LJMP YY0 Y2: MOV R3,#F0H MOV R4,#07H LJMP YY0 Y3: MOV R3,#F0H MOV R4,#04H LJMP YY0 Y4: MOV R3,#78H MOV R4,#06H LJMP YY0 Y5: MOV R3,#78H MOV R4,#05H LJMP YY0 Y6: MOV R3,#3CH MOV R4,#06H LJMP YY0 Y7: MOV R3,#3CH MOV R4,#04H LJMP YY0 Y8: MOV R3,#30H MOV R4,#05H LJMP YY0 Y9: MOV R3,#30H MOV R4,#03H LJMP YY0 Y10: MOV R3,#1EH MOV R4,#04H LJMP YY0 Y11: MOV R3,#1EH MOV R4,#03H LJMP YY0 Y12: MOV R3,#0CH MOV R4,#05H LJMP YY0 Y13: MOV R3,#0CH MOV R4,#03H LJMP YY0 Y14: MOV R3,#0CH MOV R4,#02H YY0: MOV A,R3求 T,k MOV B,R4 MUL A,B MOV R5,A MOV A,#01H MOV B,R5 DIV A,B MOV R6,A;T 送 R6 中 MOV A,R1 MOV B,R3 MUL A,B MOV B,#06H DIV A,B MOV R7,A;k 送 R7 中 YYU: CJNE R3,#F0H,YY1;确定一周内的 U 相脉宽初值 CJNE R3,#78H,YY2 CJNE R3,#3CH,YY3 CJNE R3,#30H,YY4 CJNE R3,#1EH,YY5 CJNE R3,#0CH,YY6 YY1: PUSH R3 PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR,BIA1 MOV A,DPTR MOV 0100H,A INC #0100H INC DPTR DEC R3 DJNZ R3,YY1 POP DPL POP DPH LJMP YY7 BIA1: DB ;(240 个脉冲宽度定时初值从 0100H01EFH) YY2: PUSH R3 PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR,BIA2 MOV A,DPTR MOV 0200H,A INC #0200H INC DPTR DEC R3 DJNZ R3,YY2 POP DPL POP DPH LJMP YY7 BIA2: DB ;(120 个脉冲宽度定时初值从 0200H0277H) YY3: PUSH R3 PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR,BIA3 MOV A,DPTR MOV 0280H,A INC #0280H INC DPTR DEC R3 DJNZ R3,YY3 POP DPL POP DPH LJMP YY7 BIA3: DB ;(60 个脉冲宽度定时初值从 0280H02BBH) YY4: PUSH R3 PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR,BIA4 MOV A,DPTR MOV 02C0H,A INC #02C0H INC DPTR DEC R3 DJNZ R3,YY4 POP DPL POP DPH LJMP YY7 BIA4: DB ;(48 个脉冲宽度定时初值从 02C0H02EFH) YY5: PUSH R3 PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR,BIA5 MOV A,DPTR MOV 0300H,A INC #0300H INC DPTR DEC R3 DJNZ R3,YY5 POP DPL POP DPH LJMP YY7 BIA5: DB ;(30 个脉冲宽度定时初值从 0300H031DH) YY6: PUSH R3 PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR,BIA6 MOV A,DPTR MOV 0320H,A INC #0320H INC DPTR DEC R3 DJNZ R3,YY6 POP DPL POP DPH LJMP YY7 BIA1: DB ;(12 个脉冲宽度定时初值从 0320H032BH) YY7: POP R3 YYV: CJNZ R3,#F0H,YY11;确定一周内的 V 相脉宽初值 CJNZ R3,#78H,YY22 CJNZ R3,#3CH,YY33 CJNZ R3,#30H,YY44 CJNZ R3,#1EH,YY55 CJNZ R3,#OCH,YY66 MOV A,R3 MOV B,2 MUL A,B MOV B,3 DIV A,B;2S/3 放 A 中 YY11: PUSH R3 PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR,0100H ; 240 个脉冲宽度定时初值从 0400H04EFH MOV A,A+DPTR MOV 0400H,A INC DPTR INC #0400H DEC R3 DJNZ R3,YY11 POP DPL POP DPH LJMP YY77 YY22: PUSH R3 PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR,0200H; 120 个脉冲宽度定时初值从 0500H0577H MOV A,A+DPTR MOV 0500H,A INC DPTR INC #0500H DEC R3 DJNZ R3,YY22 POP DPL POP DPH LJMP YY77 YY33: PUSH R3 PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR,0280H; 60 个脉冲宽度定时初值从 0580H05BBH MOV A,A+DPTR MOV 0580H,A INC DPTR INC #